[发明专利]一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域中金属间的连接质量控制，尤其涉及一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法。

背景技术

随着电子IT业的迅速发展，在以集成电路为代表微电子焊接技术中，超精细金属丝连接集成芯片的连接质量会显著影响器件的可靠性。据统计，由于接触不良而造成的失效占总失效率的33％以上。同时，基板引线密度需求提高，基板向短、轻、薄、高精细度、多引线、小节距的方向发展，铜箔较目前的基板材料具有高电阻率、高导热率、低成本等优点而具备广泛的应用潜力，但金丝与铜箔连接存在以下两个问题：第一，由于铜箔在空气中极易氧化，其表面形态以及杂质不仅影响微电子电路的接触连接，也影响连接后金丝球径大小与抗剪切强度；第二，金与铜的原予扩散嵌合性能并不理想，导致难以有效连接或连接质量欠佳。因此，需要采用合适的处理方法以保证其连接质量。目前，有色金属表面氧化层的去除主要有化学法，机械磨削法和电化学法，其中化学法中采用盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等溶液进行酸洗，由于效率高而被广泛使用，但这些酸的腐蚀性很强，极易出现过酸洗和欠酸洗的现象，而且并不能提高金与铜界面扩散性能。

发明内容

为了解决金丝与铜箔的连接质量问题，本发明的目的在于提供一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法，即去除铜箔表面氧化层与改善金铜界面扩散性能的一体化方法，具有操作简便、效率高、适合于推广应用的特点。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种提高金丝与铜箔连接质量的处理方法，其特征是：将铜箔片待连接表面用质量浓度为5％-30％的酸溶液进行清洗3-5分钟；而后加入质量浓度为10％-30％的稀土盐溶液，搅拌6-9分钟；再加入质量浓度为5％-20％的双氧水溶液，静置4-6分钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在50-200℃温度范围内与金丝连接。

本发明中的铜箔材料可以是纯铜或铜合金。

本发明中的铜箔可以是压延铜箔、电解铜箔或覆铜箔。

本发明中的酸溶液可以是盐酸、硝酸、硫酸或氢氟酸。

本发明中的稀土盐溶液可以是铈盐溶液或镧盐溶液。

本发明中的搅拌方式可以是机械搅拌、磁力搅拌或超声波搅拌方式。

本发明处理工艺简单，设备要求低，过程高效可控，铜箔表面稀土膜均匀，覆盖良好，有效防止了铜箔连接过程中表面氧化，提高了连接成品率和连接件质量。特别适合于金丝与与铜箔的连接，也适合于金与铜的异种部件互连。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

将铜箔片待连接表面用质量浓度为5％的盐酸溶液进行清洗5分钟；而后加入质量浓度为30％的氯化铈溶液，搅拌9分钟；再加入质量浓度为20％的双氧水溶液，静置6分钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在50℃温度范围内与金丝连接。

本实施例测试结果为：连接区直径为86μm，连接件剪切测试强度为54.08MPa。

实施例2

将铜箔片待连接表面用质量浓度为15％的盐酸溶液进行清洗4分钟；而后加入质量浓度为20％的氯化铈溶液，搅拌7分钟；再加入质量浓度为15％的双氧水溶液，静置5分钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在100℃温度范围内与金丝连接。

本实施例测试结果为：连接区直径为100μm，连接件剪切测试强度为38.64MPa。

实施例3

将铜箔片待连接表面用质量浓度为30％的盐酸溶液进行清洗3分钟；而后加入质量浓度为10％的氯化铈溶液，搅拌6分钟；再加入质量浓度为10％的双氧水溶液，静置4分钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在200℃温度范围内与金丝连接。

本实施例测试结果为：连接区直径为98μm，连接件剪切测试强度为43.68MPa。

实施例4

将铜箔片待连接表面用质量浓度为10％的硫酸溶液进行清洗5分钟；而后加入质量浓度为30％的硫酸铈溶液，搅拌9分钟；再加入质量浓度为5％的双氧水溶液，静置6分钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在50℃温度范围内与金丝连接。

本实施例测试结果为：连接区直径为96μm，连接件剪切测试强度为36.21MPa。

实施例5

将铜箔片待连接表面用质量浓度为20％的硫酸溶液进行清洗4分钟：而后加入质量浓度为25％的硫酸铈溶液，搅拌7分钟；再加入质量浓度为20％的双氧水溶液，静置5分钟；取出铜箔片用超纯水冲洗吹干后在100℃温度范围内与金丝连接。